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第十講功和機械能 遼寧專用 1 2016本溪10題3分 多選 2016年4月14日 NBA著名球星科比宣布退役 雖然科比告別了賽場 但他精湛的球技給球迷留下了深刻印象 如圖所示是攝影師記錄的科比在比賽中扣籃的精彩瞬間 在科比扣籃的過程中 下列說法正確的是 A 科比起跳時 腳對地面的壓力和地面對腳的支持力是平衡力B 科比起跳后運動狀態(tài)不變C 科比扣籃時對籃球做了功D 籃球自由下落過程中 重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 CD 命題點1功 功率 2 2015沈陽5題2分 爺爺與小麗進行爬樓梯比賽 他們都從1樓上到6樓 爺爺?shù)捏w重是小麗體重的2倍 爺爺所用的時間是小麗所用時間的2倍 若爺爺做功為W1 功率為P1 小麗做功為W2 功率為P2 則下列判斷正確的是 A W1 W2 1 1B W1 W2 4 1C P1 P2 1 1D P1 P2 4 1 C 命題點1功 功率 3 2016朝陽39題2分 一攀巖愛好者體重為540N 背著質(zhì)量為6kg的背包用20min登上8m的峭壁 在此過程中 攀巖者對背包做功 J 他對自己和背包在上升過程中做功的平均功率是 W g取10N kg 4 2014沈陽13題2分 甲 乙兩人在相同的水平路面上 分別以1m s和0 5m s的速度將兩個完全相同的木箱沿直線勻速推動了10m 在此過程中 甲推木箱的力 填 大于 小于 或 等于 乙推木箱的力 填 甲 或 乙 做功的功率更大 480 4 等于 甲 5 2014朝陽41題2分 某建筑工地上 一起重機吊著5000N的物體加速上升了2米 則起重機對貨物的拉力 填 或 5000N 之后 又水平勻速移動了2米 則在水平移動的過程中 拉力做了 J的功 6 2012撫順21題3分 如圖為某型號兩棲步兵戰(zhàn)車 它勻速直線行駛10s通過路程100m 戰(zhàn)車功率為1 1 106W 在這一過程中 戰(zhàn)車行駛的速度為 m s 做功 J 牽引力為 N 1 1 107 1 1 105 10 0 7 2015錦州27題8分 如圖甲所示的地面清潔機器人 質(zhì)量為3kg 要求對水平地面壓強不超過3000Pa 機器人在水平地面運動時 所受推力F與速度v關(guān)系如圖乙所示 g取10N kg 求 1 該機器人與水平地面的接觸面積至少是多少平方米 2 該機器人所提供的水平推力為300N時 勻速直線運動2s能通過多遠路程 此時水平推力做了多少功 3 該機器人在水平地面上以0 5m s的速度勻速直線運動時 水平推力的功率是多大 8 2015阜新19題9分 小汽車已經(jīng)進入普通家庭 假期小強同家人一起乘車去海棠山游玩 途徑阜新高速大巴溝隧道 該隧道全長3 52km 且該路段的限速標志如圖所示 人和車的總質(zhì)量為2000kg 每個車輪與路面的接觸面積為0 02m2 g取10N kg 求 1 該車通過隧道至少需要行駛多長時間 2 若返回時以72km h的速度勻速直線通過該隧道 所受阻力為2000N 小汽車牽引力的功率是多大 3 該車在水平路面上靜止時對路面的壓強是多大 9 2012鞍山25題7分 為了迎新年聯(lián)歡會 某同學(xué)一次將某品牌純凈水 外包裝箱上的標識如圖所示 兩箱 由一樓搬到四樓會場中 用時1min 已知每層樓高3m 每層樓的樓梯長5m g取10N kg 求 1 這名同學(xué)對這兩箱純凈水做多少功 2 這名同學(xué)對這兩箱純凈水做功的功率是多少 品名 飲用純凈水毛重 15 0kg體積 38 0cm 25 5cm 23 4cm產(chǎn)品標準號 生產(chǎn)許可證編號 保質(zhì)期 12個月生產(chǎn)日期 批號 見箱身 10 2015錦州16題2分 如圖所示 是小球在地面彈跳的情景 小球在A點的機械能為120J 當小球由A點運動到B點時 機械能變?yōu)?00J 則小球由B點運動到C點時 其機械能可能為 A 120JB 100JC 90JD 80J11 2015鐵嶺7題2分 在運動員高空跳傘的過程中 下列說法正確的是 A 在降落傘打開之前的下落過程中 重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能B 開傘后在勻速直線下落的過程中 運動員相對于傘是運動的C 運動員在勻速下落過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能D 運動員在勻速下落過程中機械能變小 命題點2機械能及其轉(zhuǎn)化 C D 12 2015營口11題2分 在電影 斯巴達三百勇士 中 波斯軍隊用投石車投出巨石來攻擊斯巴達克城的城墻 在巨石被投出到擊中城墻的過程中 下列說法正確的是 A 巨石在最高點時動能最大B 巨石在最高點時重力勢能最小C 巨石的動能先增大后減小D 巨石的重力勢能先增大后減小 D 13 2015大連11題2分 如圖所示 一彈簧的左端固定 右端連接一個小球 把它們套在光滑的水平桿上 a點是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置 b點是彈簧原長時小球的位置 c點是小球到達最后端的位置 則小球由a點運動到c點的過程中 下列說法正確的是 A 小球在a點 彈簧的彈性勢能最小B 小球在b點 小球的速度最小C 從a點到b點 小球的動能逐漸增大D 從b點到c點 彈簧的彈性勢能逐漸減小 C 14 2015錦州16題2分 蹦極是一項極限體育運動 如圖所示 A點為最高點 B點為彈性繩自然伸長的位置 蹦極人在C點受彈性繩的彈力與自身重力相等 D點是能下落的最低點 在蹦極人從A點下落到D點的過程中 填 B C 或 D 點動能最大 在這個過程中 減小的重力勢能都轉(zhuǎn)化為 能 不計空氣阻力 彈性勢 C 15 2015本溪19題2分 過山車是一種驚險有趣的娛樂項目 游客坐在滑車上 從A點自由滑下 運動到B點停止 滑車在圓形軌道上滑行時 游客看到周圍景物在旋轉(zhuǎn) 是以 為參照物 滑車在B點的重力勢能 填 大于 小于 或 等于 滑車在A點的重力勢能 滑車 自己 小于 16 2015葫蘆島25題3分 如圖所示為高速飛行的飛機被飛鳥撞擊后的情景 撞擊時鳥粉身碎骨 飛機也嚴重受損 請利用你所學(xué)過的知識回答下面問題 1 飛機受損后立即返航 在減速下降過程中 它的動能 重力勢能是如何變化的 說明理由 2 從力的作用效果來看 飛機前端出現(xiàn)明顯凹陷 說明了什么 解 1 動能和重力勢能都減小 飛機質(zhì)量一定 速度減小 動能減小 所處高度降低 重力勢能減小 2 力可以改變物體的形狀 17 2014大連32題5分 在探究 物體的動能與質(zhì)量和速度是否有關(guān) 實驗中 小明先探究 物體的動能與質(zhì)量是否有關(guān) 所用的器材有 一個用長木板搭成的斜面 三個質(zhì)量不同的實心鐵球 一個木塊 各器材的組裝示意圖如圖甲所示 命題點3機械能相關(guān)實驗 1 每次實驗時 都要將鐵球從斜面的 由靜止釋放 其目的是 2 鐵球動能的大小是通過 來間接反映的 3 該實驗在操作時很難做到的是 4 某同學(xué)對小明的實驗方案進行改進 不用木塊 在木塊的位置上固定一個面積較大的擋板 在擋板前面貼上足夠厚的長方體橡皮泥 如圖乙所示 每次實驗后都要換上另一塊相同的橡皮泥 此外 還需要對小明的方案進行怎樣相應(yīng)的調(diào)整 如果需要 可增加其他器材 同一高度 控制速度相同 木塊移動的距離 鐵球撞擊木塊時 使木塊沿與木板長邊平行的方向直線運動 換成三個體積完全相同 但質(zhì)量不同的其他金屬球 18 2013遼陽30題7分 如圖所示的是 探究影響重力勢能大小因素 的實驗過程 容器中裝有沙子 A和B為實心鐵塊 A的質(zhì)量比B小 1 由 兩圖可探究重力勢能的大小與質(zhì)量的關(guān)系 結(jié)論是 當 一定時 質(zhì)量越大 重力勢能越大 2 由甲 丙兩圖 選填 能 或 不能 探究重力勢能的大小與高度的關(guān)系 理由是 3 本實驗是通過觀察 來判斷重力勢能大小的 這也是物理探究過程中較常用的 法 利用本實驗裝置還可探究 乙 丙 鐵塊被舉的高度 不能 兩個鐵塊的質(zhì)量不同 鐵塊陷入沙中的深度 轉(zhuǎn)換 影響壓力作用效果的因素 1 由 兩圖可探究重力勢能的大小與質(zhì)量的關(guān)系 結(jié)論是 當 一定時 質(zhì)量越大 重力勢能越大 2 由甲 丙兩圖 選填 能 或 不能 探究重力勢能的大小與高度的關(guān)系 理由是 3 本實驗是通過觀察 來判斷重力勢能大小的 這也是物理探究過程中較常用的 法 利用本實驗裝置還可探究 乙 丙 鐵塊被舉的高度 不能 兩個鐵塊的質(zhì)量不同 鐵塊陷入沙中的深度 轉(zhuǎn)換 影響壓力作用效果的因素 19 2013營口30題7分 在探究 物體動能的大小與哪些因素有關(guān) 的實驗中 小麗同學(xué)設(shè)計了如圖所示甲 乙 丙三次實驗 讓鐵球從同一斜面上某處由靜止開始向下運動 然后與放在水平面上的紙盒相碰 鐵球與紙盒在水平面上共同移動一段距離后靜止 1 要探究動能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)選用 兩圖 實驗中應(yīng)保證 相同 為了達到這一目的所采取的具體操作方法是 2 選用甲 丙兩次實驗可以得出的結(jié)論是 3 該實驗是通過觀察 來比較鐵球動能的大小 從而得出結(jié)論的 下面的四個實例中也采用這種研究方法的是 A 認識電壓時 我們可以用水壓來類比B 用磁感線來描述磁場C 探究電功大小與哪些因素有關(guān) 通過重物提升的高度來判斷電流做功的多少D 保持電阻不變 改變電阻兩端電壓 探究電流與電壓關(guān)系 4 若水平面絕對光滑 鐵球?qū)⒆?運動 甲 乙 鐵球在水平面開始運動時的速度 鐵球到達水平面時的初速度 讓鐵球從同一斜面的同一高度由靜止開始運動 質(zhì)量相同的物體 運動的速度越大 它具有的動能就越大 紙盒被撞擊后移動的距離 C 勻速直線 提示 做功的過程實質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化的過程 計算做功多少時 要注意三個 同一 性 力方向與物體移動的距離方向必須一致 力與物體移動的距離必須對應(yīng)于同一物體 同一段時間 能的定義 物體能夠 表示這個物體具有能量 簡稱能 提示 1 能量是表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量 即能量可以用能夠做功的多少來衡量 2 一個物體 能夠做功 并不是一定 要做功 也不是 正在做功 或 已經(jīng)做功 如 山上靜止的石頭具有能量 但它沒有做功 也不一定要做功 對外做功 運動 被舉高度 彈性 質(zhì)量 速度 質(zhì)量 高度 彈性形變程度 速度 質(zhì)量 速度 被撞物體移動距離的長短 運動速度 越大 質(zhì)量 越大 質(zhì)量 高度 越大 越大 命題點判斷物體是否做功 1 如圖所示的情景中 人對物體做功的是 A 命題點機械能及其轉(zhuǎn)化 2 蹦床運動員從高處落下 與蹦床床面接觸后 床面發(fā)生形變 床面發(fā)生形變的過程中 能轉(zhuǎn)化為床的 機械能 彈性勢能 3 擺錘從靠近鼻子處松手后 擺錘從最高點擺落到最低點 重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 同理 從最低點上升到最高點的過程中 動能轉(zhuǎn)化為 若人不動 小球回來后 選填 可能 或 不可能 打到鼻子 命題點 機械能及其轉(zhuǎn)化 重力勢能 不可能 4 如圖所示修攔河大壩是為了提高上游水位 增加水的 開閘放水時水的 轉(zhuǎn)化為 命題點 機械能及其轉(zhuǎn)化 重力勢能 重力勢能 動能 5 如圖所示是人造衛(wèi)星繞地球運動的橢圓形軌道 當衛(wèi)星在遠地點時 動能 勢能 當衛(wèi)星在近地點時 動能 勢能 均選填 最大 或 最小 命題點 機械能及其轉(zhuǎn)化 最小 最大 最大 最小 例1 2016咸寧 如圖所示 小球由靜止開始沿著粗糙的路面從a點向d點自由運動 其中b和d兩點在同一水平高度 則下列說法中錯誤的是 A 小球從a到c加速下滑 重力勢能轉(zhuǎn)化為動能B 小球從c到d減速上坡 動能轉(zhuǎn)化為重力勢能C 小球在b和d時重力勢能和動能都相等D 小球從a到d的過程中部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 解析 由于地面是粗糙的 小球要克服摩擦力做功 所以機械能不守恒 雖然bd的高度相等 但機械能減小了 因而小球在bd處的重力勢能相等 動能不相等 故C錯誤 符合題意 故選C 答案 C 實驗探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)命題點1 轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用 在同一水平面上 木塊被撞得 小球的動能 2 控制變量法的應(yīng)用 1 不同小球從同一位置釋放 控制小球在撞擊木塊時 探究動能和質(zhì)量的關(guān)系 2 同一小球從不同位置釋放 控制 不變 探究動能與速度的關(guān)系 3 實驗結(jié)論 質(zhì)量相同的物體 速度越大 動能越大 速度相同的物體 越遠 越大 速度相同 質(zhì)量越大 動能越大 質(zhì)量 例1 2016廣東 如題圖所示是 探究物體動能的大小與哪些因素有關(guān) 的實驗裝置 實驗中讓鋼球從斜面上某個高度由靜止沿斜面滾下 在底部與靜止在水平面上的木塊發(fā)生碰撞 木塊沿水平向右運動直至停止 1 實驗中是通過觀察 來判斷鋼球的動能大小 2 讓同一鋼球從斜面的不同高度由靜止開始滾下 目的是探究鋼球的動能大小與 的關(guān)系 3 換用質(zhì)量不同的鋼球從斜面的相同高度由靜止開始滾下 目的是探究鋼球的動能大小與 的關(guān)系 4 木塊最終會停下來的主要原因是 在此過程中木塊通過 方式把動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 5 如果木塊在運動過程中所受的摩擦阻力為0 木塊將 解析 1 在研究物體動能大小與什么因素有關(guān)時 我們是通過觀察鋼球推動木塊移動的距離來反映小球動能大小的 采用的是轉(zhuǎn)換法的思想 2 圖中實驗中讓同一鋼球從同一個斜面上不同的高度由靜止開始運動 即鋼球滾動到斜面底端的速度是不同的 即探究動能大小與物體運動速度的關(guān)系 3 不同鋼球從相同的高度釋放 運動到斜面底端的速度也就相同 即該實驗探究的是鋼球動能與質(zhì)量的關(guān)系 4 由于木塊受到摩擦力的作用 所以木塊最終會停下來 在此過程中木塊通過做功方式把動能轉(zhuǎn)化為內(nèi) 熱 能 5 據(jù)牛頓第一定律可知 若物體在不受任何外力 運動的物體將永遠做靜止狀態(tài)或勻速直線運動 故如果木塊在運動過程中所受的摩擦阻力為0 木塊將永遠做勻速直線運動 答案 1 木塊被推動距離的大小 2 速度 3 質(zhì)量 4 受到摩擦力的作用做功 5 做勻速直線運動 為了模擬研究汽車的超載和超速帶來的安全隱患 小明進行了如下的實驗探究 mA mB mC hA hC hB 1 用來研究超載安全隱患時 我們應(yīng)選擇圖甲和圖 所示實驗 2 用來研究超速安全隱患時 我們應(yīng)選擇圖 和圖 所示實驗 丙 甲 乙